“墨子號(hào)”開工啦！中國(guó)發(fā)射世界首顆量子衛(wèi)星，領(lǐng)跑全球

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2016年8月16日1時(shí)40分，世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空，引起世界其他國(guó)家的羨慕嫉妒恨，狂甩歐美一光年！“墨子號(hào)”將使我國(guó)在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。在全球量子通信競(jìng)賽中，我國(guó)起步并不是最早的，但是目前我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，這項(xiàng)“革命”，表明中國(guó)已領(lǐng)跑全球！8月17日11時(shí)56分，“墨子號(hào)”首軌數(shù)據(jù)已被中國(guó)遙感衛(wèi)星地面站密云站成功接收到，質(zhì)量良好，“墨子號(hào)”開工啦！中國(guó)預(yù)計(jì)在2030年實(shí)現(xiàn)量子通信的全球化。

漲姿勢(shì)1 什么是量子

我們知道構(gòu)成世界的所有物質(zhì)都是由很小的微粒組成的。一個(gè)物理量，如果有最小的單元而不可連續(xù)分割，就說這個(gè)物理量是量子化的，并把這最小的單元稱為量子。量子是能量的最小單位，分子、原子、光子、電子都是量子的表現(xiàn)形態(tài)。其實(shí)，所有的基本粒子，包括電子、光子，它們都是量子，所以你也可以說整個(gè)世界其實(shí)就是由量子組成的。而且從某種程度上說，人類就是一個(gè)龐大量子的集合！你每一次的呼吸，其實(shí)都包含著上萬億量子的進(jìn)出呢！

漲姿勢(shì)2 什么是量子通信

“墨子號(hào)”擁有一項(xiàng)獨(dú)步天下的本領(lǐng)：量子通信！量子通信的最大特點(diǎn)是所有的數(shù)據(jù)和信號(hào)傳輸都絕對(duì)保密，再也不必?fù)?dān)心信息被竊取。古時(shí)候，人們?cè)谛欧馍系蜗炆w上火印，但仍防不住有人拆開、讀完再?gòu)?fù)原?，F(xiàn)代，人們用電磁波傳遞秘密，但“音量”再低，也防不住精細(xì)的竊聽，而“棱鏡門”等事件的曝光更是證明光纜傳遞信號(hào)也不安全?，F(xiàn)今，科學(xué)家設(shè)法將“音量”調(diào)低到如此程度：只依靠一顆顆光子，任何竊密者去測(cè)量都會(huì)破壞它，從而被發(fā)現(xiàn)。信息微弱到了極限——量子級(jí)別，再小心的讀取都會(huì)徹底改變它。這就是量子通信的工作原理。

量子通信分為兩類，一類是量子密鑰（也稱量子保密通信），一類是量子態(tài)傳輸（也稱量子隱形傳態(tài)）。

那到底什么是量子保密通信呢？讓我們舉個(gè)例子。如果科學(xué)家想要傳輸一個(gè)秘密給收信人，就要給收信人兩樣?xùn)|西，鑰匙和存放著物品的箱子。收信人只有同時(shí)收到密鑰和箱子，才可以打開箱子取出里面的物品。之后，科學(xué)家選擇普通方式寄出箱子就可以了，因?yàn)闆]有密鑰別人是打不開這個(gè)箱子的。這就是絕對(duì)安全的量子保密通信！收信人拿到保險(xiǎn)箱之后我們?cè)倮昧孔討B(tài)來傳遞密鑰，一旦被截獲，量子的狀態(tài)會(huì)改變，變成無意義的信息，而接收者也能立馬察覺，直到一把新的鑰匙安全無誤地被接收。

另一種就是指基于糾纏的量子通信。量子糾纏，是指把兩個(gè)量子糾纏在一起，像一對(duì)愛人，可以共生死。比如李雷和韓梅梅各代表一個(gè)量子，他們結(jié)婚了（糾纏在一起），李雷和他的分身在上海和北京，韓梅梅和她的分身也在上海和北京，一旦李雷的分身被測(cè)量到了，那么李雷和韓梅梅在同一地方的分身都會(huì)消失，他們倆都分別只留下了一個(gè)分身。這就是量子糾纏，它幫助科學(xué)家完成了量子的隱形傳態(tài)。

素材延伸 量子科技到底有多牛

量子科技雖然聽起來“高大上”，可實(shí)際上很“接地氣”。在人們的周圍隨處可見直接或間接運(yùn)用量子理論的技術(shù)和裝置：從常見的CD唱片機(jī)到現(xiàn)代光纖、通信系統(tǒng)……量子科技的進(jìn)步推動(dòng)了通信安全的提升，也將帶來計(jì)算能力的飛躍。量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉介紹，利用萬億次經(jīng)典計(jì)算機(jī)分解300位的大數(shù)需要15萬年，而利用萬億次量子計(jì)算機(jī)，只需要1秒。

未來量子計(jì)算機(jī)或以這些方式改變世界：1.提供更為精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)。2.使藥物研發(fā)過程更高效。

量子計(jì)算機(jī)可以繪制出數(shù)以萬億計(jì)的分子組合模式，并迅速確定最有可能生效的組合。3.沒有交通擁堵。量子計(jì)算機(jī)可以簡(jiǎn)化空中和地面交通控制的工作量，迅速計(jì)算出最佳路線。4.可加強(qiáng)軍事和國(guó)防。5.安全的加密通信。6.加速太空探索。量子計(jì)算機(jī)可應(yīng)付太空望遠(yuǎn)鏡獲得的更多數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)更多系外行星。7.機(jī)器學(xué)習(xí)和自動(dòng)化。量子計(jì)算機(jī)實(shí)際上可以修改出現(xiàn)亂碼的程序代碼。這一概念被稱為機(jī)器學(xué)習(xí)，與Facebook新聞流會(huì)根據(jù)你的“點(diǎn)贊”而進(jìn)行相應(yīng)變化類似，只是更為復(fù)雜。

【考場(chǎng)仿真試題】對(duì)于我國(guó)成功發(fā)射世界首顆量子衛(wèi)星，你怎么看？請(qǐng)寫一段150字左右的微評(píng)論。

【范文示例】“墨子號(hào)”在量子科技領(lǐng)域是當(dāng)之無愧的領(lǐng)跑者，此次成功發(fā)射進(jìn)一步證明了我國(guó)的科技實(shí)力，它的優(yōu)秀表現(xiàn)也會(huì)引燃量子科技革命，深刻影響人們生活。在這個(gè)其他國(guó)家同樣重視但無法取得突破的領(lǐng)域，我們深深地為自己的科學(xué)家驕傲，這也是國(guó)家重視科技投入的結(jié)果。科技是第一生產(chǎn)力，不懈追求，保持創(chuàng)新，必定充滿力量和希望。

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